evaluación de la condición y de aptitud para el servicio de circuitos de tuberia

HYBRID PETROLEUM INSTITUTE S. DE R.L. DE C.V.

1

Calle Ajusco No. 15 Col. Portales, Mxico Distrito Federal C.P. 03300

Ing. Maximino Hernndez Veloz

Evaluacin de la condicin y de Aptitud para el Servicio de

Circuitos de Tubera de Proceso, con base en API 571 y API 579

10 Conferencia Mexicana de Prueba No Destructivas


2



Contenido de la presentacin

No. Tema

1 QU ES FITNESS FOR SERVICE Y CUL ES SU OBJETIVO

2 CMO CLASIFICAR UNA FALLA DETECTADA EN UNA INSPECCIN DE ACUERDO CON API 571

3 MECANISMOS DE DETERIORO POR API 571

4 CMO EVALUAR UNA FALLA DETECTADA MEDIANTE API 579

5 EJEMPLOS MECANISMOS DE DETERIORO Y FALLAS MS COMUNES EN TUBERAS Y EVALUACIN API 579

6 NIVELES DE EVALUACIN API 579

7 CMO SE REALIZA UNA EVALUACIN FFS: DATOS NECESARIOS DE LA INSPECCIN Y DISEO

8 EJEMPLO DE EVALUACIN NIVEL 1 Y 2 PARA PRDIDA GENERAL DE METAL.

9 CONCLUSIONES


3


API 579. Fitness for Service (Aptitud para el Servicio)

FFS SON EVALUACIONES CUANTITATIVAS DE INGENIERA, CUYO OBJETIVO ES DEMOSTRAR LA INTEGRIDAD ESTRUCTURAL DE UN COMPONENTE EN SERVICIO QUE TIENE UN DEFECTO O DAO.

FFS USA METODOLOGAS DISEADAS PARA EQUIPO PRESURIZADO: RECIPIENTES A PRESIN, SISTEMAS DE TUBERA Y TANQUES DE ALMACENAMIENTO.

FFS PUEDE SER APLICADO A EQUIPO DISEADO Y CONSTRUIDO BAJO LOS SIGUIENTES CDIGOS:

a) ASME B&PV CODE, SECTION VIII, DIVISION 1

b) ASME B&PV CODE, SECTION VIII, DIVISION 2

c) ASME B&PV CODE, SECTION I

d) ASME B31.1 PIPING CODE

e) ASME B31.3 PIPING CODE

f) API 650

g) API 620



4



CUANDO SE LLEVA A CABO UNA EVALUACIN FFS SE DETERMINA LA INTEGRIDAD PRESENTE DE UN COMPONENTE DADO EL STATUS ACTUAL DE DAO.

LA NORMA NRF-274-PEMEX-2012, ASI COMO NBBI NB23-2007 NATIONAL BOARD INSPECTION CODE, CONSIDERAN LA UTILIZACIN DE API 579 PARA LA EVALUACIN DE LA INTEGRIDAD MECNICA DE TUBERAS Y EQUIPOS ESTTICOS

LAS FALLAS Y DAOS QUE SON ENCONTRADAS DURANTE LA INSPECCIN EN SERVICIO PUEDEN SER EL RESULTADO DE UNA CONDICIN PREVIA A LA PUESTA EN SERVICIO DEL COMPONENTE.

a) DISEO INADECUADO

b) DEFECTOS CREADOS EN LA MANUFACTURA DE LOS EQUIPOS: FUNDICIN, FORJA, ROLADO, SOLDADURA, ETC.



5



EN GENERAL, LOS TIPOS DE DAOS ENCONTRADOS EN EQUIPOS ESTTICOS DE PLANTAS DE REFINACIN Y PETROQUMICAS PUEDEN SER CLASIFICADOS EN LOS SIGUIENTES GRUPOS:

a) PRDIDA DE METAL GENERAL O LOCALIZADA

b) GRIETAS CONECTADAS A LA SUPERFICIE

c) GRIETAS SUBSUPERFICIALES

d) FORMACIN DE MICROFISURAS/MICROVACIOS

e) CAMBIOS METALRGICOS

f) AMPOLLAMIENTO

g) CAMBIOS DIMENSIONALES

h) CAMBIOS EN LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

CADA UNO DE LOS MECANISMOS DE DAO OCURREN EN COMBINACIONES ESPECFICAS DE MATERIALES Y CONDICIONES DE OPERACIN.



6



PASO 1. IDENTIFICACIN DE LA FALLA Y EL MECANISMO DE DETERIORO: EL PRIMER PASO EN UNA EVALUCIN DE APTITUD PARA EL SERVICIO ES IDENTIFICAR EL TIPO DE FALLA Y LA CAUSA DEL DAO. UNA VEZ QUE ES IDENTIFICADO EL TIPO DE FALLA, DEBE SELECCIONARSE LA SECCION APROPIADA DEL CDIGO API 579 PARA REALIZAR LA EVALUACIN.

PASO 2. APLICABILIDAD Y LIMITACIONES DEL PROCEDIMIENTO PARA LA EVALUACIN FFS: LA APLICABILIDAD Y LIMITACIONES DEL PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN SE DESCRIBEN EN CADA SECCION, LO CUAL PERMITE TOMAR UNA DECISIN SOBRE LA CONVENIENCIA DE PROCEDER A REALIZAR LA EVALUACIN.

PASO 3. DATOS REQUERIDOS: DEPENDEN DEL TIPO DE FALLA O MECANISMO DE DAO QUE SER EVALUADO. LOS DATOS REQUERIDOS PUEDEN INCLUIR: DATOS DE DISEO DEL EQUIPO, INFORMACIN DE HISTORIA DE MANTENIMIENTO Y OPERACIN Y DATOS ESPECFICOS DEL TAMAO DEL DAO, ESTADO DE ESFUERZOS EN LA LOCALIZACIN DE LA FALLA, Y PROPIEDADES DEL MATERIAL.

PASO 4. TCNICAS DE EVALUACIN Y CRITERIOS DE ACEPTACIN: LAS TCNICAS DE EVALUACIN Y LOS CRITERIOS DE ACEPTACIN SON PROPORCIONADOS EN CADA SECCION. SI ESTN PRESENTES MLTIPLES MECANISMOS DE DAO, PUEDE UTILIZARSE MS DE UNA SECCION DEL CDIGO API 579.



7



PASO 5. EVALUACIN DE LA VIDA REMANENTE: UN ESTIMADO DE LA VIDA REMANENTE DEBE SER REALIZADO PARA ESTABLECER UN INTERVALO DE INSPECCIN. LA VIDA REMANENTE ES ESTABLECIDA USANDO LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIN FFS HACIENDO UN ESTIMADO DEL DAO FUTURO. LA VIDA REMANENTE PUEDE SER USADA EN CONJUNTO CON UN CDIGO DE INSPECCIN DONDE SE ESTABLEZCA EL INTERVALO DE INSPECCIN.

PASO 6. REMEDIACIN: LOS MTODOS DE REMEDIACIN SON PROPORCIONADOS EN CADA SECCION DEL CDIGO ESTN BASADOS EN LOS MECANISMOS DE DAO O TIPO DE FALLA. LAS TCNICAS DE REMEDIACIN PUEDER USARSE PARA CONTROLAR EL DAO A FUTURO ASOCIADO CON EL CRECIMIENTO DE LA FALLA Y /O DETERIORO DEL MATERIAL.

Paso 7. MONITOREO EN SERVICIO: LOS MTODOS DE MONITOREO EN SERVICIO SON PROPORCIONADOS EN CADA SECCION Y ESTN BASADOS EN EL MECANISMO DE DAO Y TIPO DE FALLA. EL MONITOREO EN SERVICIO PUEDE SER USADO PARA LOS CASOS DONDE LA VIDA REMANENTE ESTA COMPROMETIDA DENTRO DE LOS INTERVALOS DE INSPECCIN.

PASO 8. DOCUMENTACIN: LA DOCUMENTACIN DEBE INCLUIR UN REGISTRO DE TODA LA INFORMACIN Y DECISIONES TOMADAS EN CADA UNO DE LOS PASOS PREVIOS A LA CALIFICACIN DEL COMPONENTE PARA CONTINUAR EN SERVICIO.



8


API 571. Mecanismos de dao que afectan al Equipo de la Industria de la Refinacin

API 571- ES UNA PRCTICA RECOMENDADA QUE PROPORCIONA GUAS GENERALES DE LOS MECANISMOS DE DAO QUE AFECTAN A LAS ALEACIONES COMUNES USADAS EN LA INDUSTRIA DE LA REFINERA Y PETROQUMICA.

API 571 ASISTE EN LA IDENTIFICACIN DE LAS CAUSAS DEL DAO; AYUDA CON EL DESARROLLO DE LA ESTRATEGIA DE INSPECCIN, AYUDA A IDENTIFICAR PROGRAMAS DE MONITOREO Y VERIFICAR LA INTEGRIDAD DEL EQUIPO, MEDIANTE EVALUACIONES FFS.



9


API 571. Mecanismos de dao que afectan al Equipo de la Industria de la Refinacin

API 571 PROPORCIONA PARA CADA MECANISMO DE DAO LA INFORMACIN FUNDAMENTAL REQUERIDA PARA REALIZAR UNA EVALUACIN FFS DE ACUERDO CON API 579-1/ASME FFS-1 O UN ESTUDIO DE RBI REALIZADA DE ACUERDO CON API 580.

API 571, CUBRE LAS SITUACIONES ENCONTRADAS EN LA INDUSTRIA DE LA REFINERA Y PETROQUMICA, EN RECIPIENTES SUJETOS A PRESIN, TUBERA Y TANQUES.



Clases de dao

Fractura frgil

Parte 3.

Evaluacin de Fractura frgil

Parte 9.

Evaluacin de Grietas bajo rgimen de fluencia

Corrosin/

erosin

Parte 4.

Evaluacin de Prdida General de metal

Parte 5.

Evaluacin de Prdida localizada de metal

Parte 6.

Evaluacin de Dao por picaduras

Parte 7.

Evaluacin de ampollas

Grietas

Parte 9.

Evaluacin de Grietas

Dao por fuego

Parte 11.

Evaluacin de dao por fuego

Parte 4.

Evaluacin de Prdida General de metal

Parte 5.

Evaluacin de Prdida localizada de metal

Parte 8.

Evaluacin de desalineamiento de

soldadura y distorsin de la envolvente

Parte 9.

Evaluacin de Grietas

Parte 10.

Evaluacin de dao por fluencia

Dao por fluencia

Parte 10.

Evaluacin de dao por fluencia

Dao mecnico

Parte 5.

Evaluacin de Prdida de metal localizada

Parte 8.

Evaluacin de desalineamiento y

distorsin de la envolvente

Parte 9.

Evaluacin de grietas

Parte 12.

Evaluacin de abolladuras, gouges y combinacin de

abolladuras/gouges

Parte 13.

Evaluacin de laminaciones

10


11


PARTE 3 EVALUACIN DE FRACTURA FRGIL PARA EQUIPO EXISTENTE



12


PARTE 4 EVALUACIN DE PRDIDA GENERAL DE METAL



13


PARTE 5 EVALUACIN DE PRDIDA LOCALIZADA DE METAL



14


PARTE 6 EVALUACIN DE CORROSIN POR PICADURAS



15


PARTE 7 EVALUACIN DE AMPOLLAS DE HIDRGENO Y DAO POR HIDRGENO ASOCIADO CON HIC Y SOHIC



16


PARTE 8 EVALUACIN DE DESALINEAMIENTO DE SOLDADURA Y DISTORSIONES DE LA ENVOLVENTE



17


PARTE 9 EVALUACIN DE GRIETAS



18


PARTE 10 EVALUACIN DE COMPONENTES OPERANDO EN RANGO DE FLUENCIA



19


PARTE 11 EVALUACIN DE DAO POR FUEGO



20


PART 12 EVALUACIN DE ABOLLADURAS, GOUGES, Y COMBINACIN DE ABOLLADURAS-GOUGES



21


PART 13 - ASSESSMENT OF LAMINATIONS



22


Niveles de Evaluacin FFS

NIVEL 1. EL PROCEDIMIENTO DE EVALUACIN INCLUIDO EN ESTE NIVEL PROPORCIONA CRITERIOS DE SELECCIN CONSERVADORES QUE PUEDEN SER UTILIZADOS CUANDO SE TIENE UNA CANTIDAD MNIMA DE INSPECCIN O INFORMACIN DEL COMPONENTE.

NIVEL 2. LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIN INCLUIDOS EN ESTE NIVEL PROPORCIONAN UNA EVALUACIN MS DETALLADA QUE PRODUCE RESULTADOS QUE SON MS PRECISOS QUE LAS DE NIVEL 1. EN EL NIVEL 2, LA INFORMACIN REQUERIDA DE LA INSPECCIN ES SIMILAR A LA REQUERIDA POR EL NIVEL 1; SIN EMBARGO, LOS CLCULOS SON MS DETALLADOS.

NIVEL 3. LOS PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIN INCLUIDOS EN ESTE NIVEL PROPORCIONAN UNA EVALUACIN MS DETALLADA, LA CUAL PROPORCIONA RESULTADOS QUE SON MS PRECISOS QUE LA EVALUACIN 2. EN EL NIVEL 3 SE REQUIERE DE RESULTADOS DE INSPECCIN E INFORMACIN MS DETALLADA, Y EL ANLISIS RECOMENDADO EST BASADO EN TCNICAS COMO MTODO DE ELEMENTO FINITO O TCNICAS EXPERIMENTALES. PUEDE SER REALIZADO POR INGENIEROS ESPECIALISTAS EXPERIMENTADOS Y EXPERTO EN EVALUACIONES FFS.



23




Prdida de metal general y localizada

Evidencia Fotogrfica

Dimensionamiento manual del rea

corroda


24



DIMENSIONAMIENTO CON LASER 3D


25



DIMENSIONAMIENTO CON LASER 3D

AUTOMATICO

SE REALIZA SOBRE TODA LA CIRCUNFERENCIA, QUE REPRESENTA UNA GRAN VENTAJA SOBRE MTODOS MANUALES AL REDUCIR TIEMPO Y NUMERO DE INSPECCIONES Y LA PRECISION DE LAS MEDICIONES.


26



Informacin requerida Nomenclatura Unidades

Dis

eo

Material = ASTM A 671 Gr. CA 55 Ao de construccin= 1977 Ao de inspeccin= 2012 Esfuerzo del material = S lb/in2 17,200 Presin de diseo = Pdis lb/in2 99.56 Temperatura de diseo = Tdis C 399 Dimetro interior = Dint in 53 Radio interior = R in 26.5 Espesor de construccin= tnom in 0.50

Insp

ecci

n

Espesor promedio medido = tam in 0.425 Espesor mnimo medido = tmm in 0.374 Espesor adyacente no corrodo = trd in 0.343 Prdida de metal uniforme = LOSS in 0.075 Futura Corrosin permisible= FCA in 0.05 Eficiencia de la junta soldada = E 0.85

27

Nivel Paso Ecuacin Unidad Valor

I

1 in 0.242

2 *En tubera predomina el esfuerzo

circunferencial --- ---

3 in 0.242

4 in 0.3752

5 tam -FCA tmin VERDADERO

II

6 in/ao 0.0021

7 lb/in2 262.108

9 MAWP Pdiseo VERDADERO

10 tmm= in 0.374

11 tmm-FCA= 0.324

12 0.5tmin 0.121

13 tlim=0.2tnom 0.100

14 0.121

VERDADERO

Aceptable/No aceptable por FFS Nivel I y II : Aceptable

Procedimiento de evaluacin de tubera con prdida de metal generalizada


HYBRID PETROLEUM INSTITUTE

28



29



Conclusiones FFS SE RECOMIENDA COMO HERRAMIENTA IMPRESCINDIBLE PARA LAS EVALUACIONES

PROFESIONALES DE INTEGRIDAD MECNICA

EN CONTRASTE CON LOS CLCULOS SENCILLOS Y CONSERVADORES QUE SE ENCUENTRAN TPICAMENTE EN LOS CDIGOS DE DISEO, EVALUACIN MS SOFISTICADA DE LAS CONDICIONES METALRGICAS Y ANLISIS DE TENSIONES Y DEFORMACIONES LOCALES PUEDE INDICAR CON MAYOR PRECISIN SI EL EQUIPO ESTTICO ES APTO PARA EL SERVICIO PREVISTO O SI DETERMINADOS DEFECTOS DE FABRICACIN O DETERIORO EN SERVICIO AMENAZAN SU INTEGRIDAD.

FFS ES RECONOCIDO POR LOS CDIGOS API 510, API 570, API 653, Y OTROS CDIGOS POST-CONSTRUCCIN, TAL COMO NBBI NB23-2007 NATIONAL BOARD INSPECTION CODE

FFS ES RECONOCIDO POR LA NORMA DE REFERENCIA DE PEMEX: NRF-274-PEMEX-2012: EVALUACIN DE LA INTEGRIDAD MECNICA DE TUBERAS Y EQUIPOS ESTTICOS Y SE CONSIDERA MANDATORIO SI ES ESTABLECIDO CONTRACTUALMENTE.


30



Conclusiones SI LA EVALUACIN FFS INDICA QUE EL EQUIPO ES APTO PARA LAS CONDICIONES DE

OPERACIN ACTUALES, ENTONCES EL EQUIPO PUEDE CONTINUAR OPERANDO BAJO UN ADECUADO PROGRAMA DE INSPECCIN Y MONITOREO TAL COMO EL QUE RESULTA DE APLICAR LA METODOLOGA DE RBI DE ACUERDO CON API 580.

SI LA EVALUACIN FFS INDICA QUE EL EQUIPO NO ES CONVENIENTE PARA LAS CONDICIONES DE OPERACIN ACTUALES, ENTONCES PODRA REQUERIRSE UN AJUSTE EN LAS PRESIONES DE OPERACIN O ALTURA DE LLENADO, ENTRE OTRAS VARIABLES (RERATING)

MEDIANTE LOS RESULTADOS DE LA EVALUACIN FFS, SE PUEDEN TOMAR DECISIONES PARA PLANEAR LA INSPECCIN Y EL MANTENIMIENTO, AL DEFINIR:

REGRESAR EL EQUIPO A SERVICIO,

REPARAR,

REEMPLAZAR O RETIRAR EL EQUIPO

evaluación de la condición y de aptitud para el servicio de circuitos de tuberia

Documents